Auch wenn dieses Stückchen Lachs in Hamburg präsentiert wird, erinnert hier nichts an Fischhalle. Statt nach Fisch riecht es in den frisch gestrichenen Laboren nach Neubau. Statt schreiender Marktverkäufer hört man Inkubatoren und Zentrifugen surren und piepen. Überhaupt denkt man in dieser Umgebung weniger an Lebensmittelherstellung, bei der mal der Finger in den Teig gesteckt wird, als vielmehr an klinische Sauberkeit.

Ok, hier sind auch keine Bäcker am Werk, sondern die Biotechnologen des Hamburger Start-ups Bluu Seafood. Sie wollen Fischstäbchen produzieren, bei denen der Fisch nicht im Wasser, sondern im Labor gewachsen ist. Das soll den Argumenten des Start-ups zufolge die Überfischung der Meere stoppen, Tierleid in Aquakulturen verringern und Fischfleisch ohne Schwermetalle oder Mikroplastik bereitstellen.

Im kleinen Maßstab unter Laborbedingungen klappt die Zellproduktion schon. Jetzt soll sie hochgefahren werden: aus dem drei Liter fassenden Bioreaktor ging es bereits in den mit 50 Litern. Dieses Jahr steht der 500-l-Bioreaktor an und im nächsten Jahr einer mit 2.000 l Fassungsvermögen. Derzeit kommen ein paar Gramm Fischzellen dabei heraus. Bald will Bluu mehrere Hundert Kilo Fischmasse pro Monat erzeugen. Langfristig sollen es Tonnen sein. Die Skalierung ist nötig, damit das Unternehmen nach der in Singapur beantragten Zulassung genug Zellfisch liefern kann. Außerdem soll sich das Ganze irgendwann rentieren. Und auch in einer Produktion ohne Tiere braucht es dafür eindeutig Masse.

So wird In-vitro-Fisch hergestellt

Der Marketingverantwortliche Cornelius Lahme hat top agrar im Mai durch die neu bezogenen Labore geführt. Das Start-up hat sich von 200 m² Fläche auf 2.000 m² vergrößert. Wer das als Zeichen für die ernsten Skalierungsabsichten des 2020 gegründeten Unternehmens versteht, liegt richtig. Wir erklären die Schritte der Laborfisch-Zucht.

1. Biopsie

Wie beim In-vitro-Fleisch wird einem Tier, in diesem Fall Atlantischem Lachs oder Regenbogenforelle, bei einer Biopsie ein Stück Fleisch entnommen, z.B. vom Rücken, weil sich dort viele Muskelstammzellen befinden. Aufgrund der sogenannten Immortalität einiger Zellen muss das nur ein einziges Mal gemacht werden. Danach können sie theoretisch unbegrenzt vermehrt werden. Ein Mitarbeiter zerkleinert das gereinigte Muskelgewebe mit dem Skalpell. Eine Enzymlösung trennt die Proteinverbindungen zwischen den Zellen ähnlich wie bei der Verdauung, bis sich die Fischstückchen in eine milchige Flüssigkeit aufgelöst haben. Darin schwimmen die Stammzellen einzeln herum, auf die es das Start-up abgesehen hat. Nur Stammzellen sind in der Lage, sich zu teilen.

2. Zellteilung im Inkubator

Der entstandenen sogenannten Einzelzellsuspension wird ein flüssiges Nährmedium zugegeben, das die Zellen versorgt. In einem Inkubator teilen sich die Stammzellen zum ersten Mal. Die hier kontrollierten Bedingungen unterscheiden sich etwa in Temperatur, pH- oder CO2-Wert zwischen Fisch und Fleisch und sogar zwischen den Gewebearten, die wachsen sollen, z.B. Muskel- oder Fettzellen. Notwendig ist stets Sterilität, damit sich die Stammzellen vermehren und nicht eingedrungene Bakterien, die schneller wachsen würden. Nach rund einer Woche hat sich am Boden der Petrischale eine noch nicht sichtbare Schicht Fischzellen gebildet.

3. Zellen sollen Volumen bilden

Im Labor wachsen die Zellen nur platt am Boden der Petrischale. Das erzeugt zu wenig Masse. Um sie im industriellen Maßstab zu züchten, sollen sie unabhängig von einer Oberfläche in einer Flüssigkeit dreidimensional wachsen. Dazu werden die Behälter ständig in Bewegung gehalten, wodurch sich die Zellen zu winzigen, noch immer unsichtbaren Zellhaufen zusammenfügen. Diese Zellmenge ist so klein, dass der Schritt in Glaskolben durchgeführt wird. Erst wenn sich die Zellmasse merklich vergrößert hat, zieht sie in einen Bioreaktor um. Den nächsten Meilenstein der Skalierung, den 50-l-Bioreaktor füllen, hat Bluu erreicht.

4. Fischstäbchen-Herstellung

Nach zwei bis vier Wochen kommt die Nährlösung mit den Zellklumpen in eine Zentrifuge, die die mittlerweile so eben mit dem bloßen Auge auszumachenden Fischzellen separiert. Das Ergebnis ist eine Messerspitze voll farbloser Masse aus Fischzellen.

In der Food-Abteilung des Start-ups suchen Lebensmitteltechnologen nach Rezepturen, wie sich die Zellmasse zu Fischbällchen und -stäbchen verarbeiten lässt. Derzeit enthalten die sogenannten Hybridprodukte zwischen 10 und 50 % Fischzellen und schmecken mild nach Fisch. Die restlichen Zutaten liefern z. B. Erbsen, Weizen, Soja oder Kartoffeln. Gelingt die Skalierung, ist das Ziel ein Bällchen aus 100 % Fisch. Ganz am Ende der Reise soll Laborfisch stehen, der als Filet gewachsen ist. Aber das wiederum ist noch Zukunftsmusik.

Ziel: Von Pharma- zu ­Lebensmittelstandard

Wenn die Zellkultivierung im Labor funktioniert, warum ist es so schwierig, mehr Masse zu produzieren? Die Herausforderung scheint darin zu liegen, bereits etablierte Verfahren aus dem Pharmabereich auf die Lebensmittelproduktion zu übertragen. Wohlgemerkt ist das in jedem Produktionsschritt nötig, von der Zelllinie über das Nährmedium bis zum Bioreaktor. Überall dort gibt es etablierte Pharmaverfahren. Aber diese so weiter zu entwickeln, dass sie billiger werden und gleichzeitig größere Zellmengen hervorbringen, das ist die Herausforderung.

Noch schlagen sich diese Aufgaben in den Produktionskosten nieder, die vom Unternehmen in einem Medienbericht von November 2023 mit rund 100 € für 1 kg Lachs beziffert wurden. In fünf bis sieben Jahren will das Team demzufolge Preise wie in der Aquakultur erreichen. Dort kostet das Kilo Lachs 8 €.

Die Herausforderung ist also bekannt; übrigens schon länger beim kultivierten Hähnchen- und Rindfleisch. In den USA und Singapur zeigt sich derzeit recht aktuell an den Start-ups Upside Foods und Eat Just, dass die Skalierung noch zum Stolperstein werden kann, wenn Zulassung und Marktzugang schon erreicht sind. Medienberichten zufolge haben beide Unternehmen trotz milliardenschwerer Finanzierung derzeit Probleme mit ihren Industrieanlagen.

Zulassung in Singapur beantragt

Ein so großes Finanzierungspolster wie die beiden US-amerikanischen Start-ups hat Bluu Seafood mit bisher eingesammelten 23 Mio. € nicht. Für deutsche Verhältnisse kann sich das zwar sehen lassen – aber allein das neue Labor hat schon 3 Mio. € Budget gekostet. Der 50-l-Bioreaktor kostet Lahme zufolge so viel wie eine Eigentumswohnung. Und 35 Mitarbeiter wollen trotz allem Idealismus ebenfalls bezahlt werden.

Sollte Bluu bis Ende des Jahres die beantragte Zulassung in Singapur erhalten, wird es dort Hybridfischbällchen in kleinen Mengen über erste Restaurants vermarkten – und vermutlich am Anfang draufzahlen. Aber Lahme glaubt, dass die Kosten in den nächsten fünf Jahren sinken und die Volumina steigen, so dass Bluu bald wettbewerbsfähig mit Supermarktpreisen werden kann.

Er plädiert für etwas Geduld und Fairness in der Bewertung einer Innovation, die im Entwicklungsstadium noch nicht alles können kann. Ihre immensen Potenziale für Umwelt und Ernährungssicherheit rechtfertigen seiner Ansicht nach den Aufwand der Entwicklung. Er sagt: „Wer hätte beim ersten Taschenrechner mit Solarzelle mal gedacht, dass PV-Anlagen heute zur Energieversorgung des ganzen Landes beitragen würden?“